Чушка баббита БН: состав, свойства и применение в подшипниковых узлах
Чушка баббита БН представляет собой оловянно-свинцовый антифрикционный сплав, предназначенный для заливки подшипников скольжения, работающих в условиях высоких удельных нагрузок и ударных воздействий. В отличие от баббитов марок Б83 и Б89, сплав БН содержит пониженное количество олова (не более 10%) при повышенном содержании свинца и сурьмы, что обеспечивает иной баланс между износостойкостью и пластичностью. Материал поставляется в виде чушек массой от 14 до 18 кг, что удобно для дозирования при переплавке.
Химический состав и структура сплава БН
Регламентированный состав баббита БН по ГОСТ 1320-74 включает следующие компоненты:
- олово (Sn) от 9 до 10%;
- сурьма (Sb) от 13 до 15%;
- медь (Cu) от 1,5 до 2,0%;
- свинец (Pb) основа (остальное);
- кадмий (Cd) до 0,1%;
- мышьяк (As) до 0,1%;
- примеси (цинк, железо, алюминий) суммарно не более 0,3%.
Микроструктура сплава состоит из твёрдых включений интерметаллидов SnSb и CuSn, равномерно распределённых в мягкой свинцово-оловянной эвтектике. Такая гетерогенная структура обеспечивает низкий коэффициент трения (от 0,005 до 0,010) и способность прирабатываться к валу без задиров.
Физико-механические характеристики
Баббит БН демонстрирует следующие эксплуатационные параметры:
| Параметр | Значение | Единица измерения | Метод контроля | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Твёрдость по Бринеллю (HB) | от 22 до 28 | ГОСТ 9012 | при 20 C | |
| Предел прочности при сжатии | от 80 до 100 | МПа | ГОСТ 25.503 | при 0,2% деформации |
| Температура плавления (ликвидус) | от 370 до 400 | C | ГОСТ 1320 | интервал кристаллизации |
| Плотность | от 9,6 до 9,8 | г/см | ГОСТ 18898 | при 20 C |
| Удельное электрическое сопротивление | от 0,22 до 0,26 | мкОмм | ГОСТ 7229 | при 20 C |
Рабочая температура подшипникового узла с заливкой из баббита БН ограничена диапазоном от 20 до +80 C. При превышении верхнего порога наблюдается разупрочнение эвтектической составляющей и снижение несущей способности слоя.
Технология заливки и особенности обработки
Заливка баббита БН выполняется центробежным или статическим способом на предварительно обезжиренную и лужёную поверхность стального корпуса подшипника. Рекомендуемая температура расплава перед заливкой составляет от 420 до 460 C, температура формы от 200 до 250 C. Для предотвращения ликвации сурьмы и меди расплав необходимо перемешивать перед каждой заливкой.
После кристаллизации слой баббита БН обрабатывается механически растачиванием или шабрением. Припуск на чистовую обработку не должен превышать 0,3 мм на сторону. Шероховатость рабочей поверхности после шабрения Ra не более 1,25 мкм.
Области применения
Чушка баббита БН используется для заливки подшипников скольжения в следующих узлах и механизмах:
- коренные и шатунные подшипники тихоходных дизельных двигателей (частота вращения вала до 500 об/мин);
- опорные подшипники прокатных станов (рабочие и шестеренные клети);
- подшипники шпинделей металлорежущих станков (токарные, фрезерные, расточные);
- направляющие скольжения прессов и молотов (кривошипно-шатунные механизмы);
- опоры валов центробежных насосов и компрессоров (при удельных нагрузках до 15 МПа).
Сплав БН не рекомендуется применять в узлах с ударными нагрузками выше 20 МПа или при температуре масла свыше 85 C в этих условиях предпочтительнее баббиты марок Б83 или Б89.
Вопросы и ответы
Чем отличается баббит БН от баббита Б83?
Основное отличие содержание олова: в БН его от 9 до 10%, в Б83 не менее 83%. БН имеет более низкую стоимость, но уступает Б83 по твёрдости (HB 2228 против HB 2732) и по максимальной рабочей температуре (80 C против 100 C).
Какой расход баббита БН на заливку одного подшипника?
Расход зависит от диаметра и длины подшипника. Для типового подшипника скольжения диаметром 100 мм и длиной 120 мм требуется от 1,2 до 1,5 кг баббита БН с учётом технологических потерь (до 10%).
Можно ли использовать баббит БН для заливки подшипников электродвигателей?
Да, но только для тихоходных электродвигателей (до 750 об/мин) с подшипниками скольжения. Для высокооборотных машин (свыше 1500 об/мин) рекомендуется баббит Б83 из-за более высокой усталостной прочности.
Как проверить качество баббита БН перед заливкой?
Качество оценивают по химическому составу (спектральный анализ) и по твёрдости отлитой пробы. Допустимое отклонение по содержанию олова не более 0,5%, по сурьме не более 1,0%.